JPH0292374A - 構築物における室内炭酸ガスの軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、劇場、映画館、公会堂、百貨店、講堂、事務
室、地下街その他のビルや特殊構築物の室内環境保持の
ための室内炭酸ガスの軽減装置に関する。

〔従来の技術〕

最近室内環境の向上が叫ばれており、多数の人々が集ま
る建物の室内環境は、建築基準法で基準が定められてい
る。しかし、室内環境悪化の原因のうち温湿度、粉塵に
ついては空調機やフィルターの性能向上により基準をほ
ぼ満足できるようになったが、炭酸ガス（ＣＯ□）につ
いてはほとんど配慮されていないのが現状である。

そもそも炭酸ガスは燃焼や動植物の呼吸等により発生す
るが、植物の光合成と海水、淡水に溶は込むことによっ
て従来大気中では３００ＰＰ？ｌ程度であった。ところ
が、近年産業や交通等の発達により炭酸ガス量が急激に
増加して５００ＰＰＭ程度にも達するようになっている
。

ところで、炭酸ガスの許容濃度と有害度の関係構築物の
室内について言えば、このような炭酸ガスは外気を取入
れる度にたまる一方であり、外部環境で５００ＰＰＭに
達しているところでは室内の濃度は建築基準法で規定し
ている“１１０００ＰＰ以下″を満足せず１１０００Ｐ
Ｐを越えｌ１００ＰＰＨにも達していることがあり、室
内環境はかなり悪化するおそれがある。

従来、室内炭酸ガス量の調節方法としては外気を単に導
入して室内の換気を積極的に行うのがほとんどであった
。例えば、特開昭５１−７６８３４号公報の空気調和設
備における空気浄化制御方式や特開昭５８−１３６９２
８号公報の空気調和システムなどもその一例であり、炭
酸ガスの濃度に応じて空調機を制御し換気を行うことを
内容としている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の方法では、室内の外部環境が悪いとこ
ろでは、室内の換気をしても新たに炭酸ガスを導入する
ことになり充分な除去効果を上げることができない。

一方、工場設備において産業用ガスの炭酸ガスの除去技
術としては膜分離法、蒸溜法、物理的又は化学的ガス吸
収法及び吸着法など種々あるが、これを構築物の室内の
炭酸ガス除去のために用いるのにはメンテナンスの容易
性や所要スペースの問題及び設備費やランニングコスト
等の経済性などを考慮しなければならない。

本発明の目的は前記のごとき事情を考慮して、安価かつ
合理的に室内の炭酸ガスを少な（して快適環境を維持で
きる構築物における室内炭酸ガス装置の軽減装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、室内への外気取入流
路途中に熱揺動吸着装置を設け、かつ前記外気取入流路
を分岐して熱揺動吸着装置を通過しないバイパス流路を
形成し、また外気取入流路中に炭酸ガスセンサーを取付
け、さらに外気取入流路及びバイパス流路に前記炭酸ガ
スセンサーの出力に対応可能な流量制御手段を設けたこ
とを要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、外気取入流路から室内に送り込まれる
外気の一部が熱揺動吸着（ＴＳＡ）装置の吸着塔を通過
してその内部の合成ゼオライトで炭酸ガス（Ｃｏ１　）
と水分を選択的に吸着除去される。

このようにして炭酸ガスや水分を除去された外気は　バ
イパス流路を通る熱揺動吸着（ＴＳＡ）装置を通過しな
い外気といっしょになって、炭酸ガスが少ない外気とし
て室内へ送り込まれる。

一方、室内では炭酸ガス濃度の高いそれまでの空気は前
記送り込まれる外気と同程度が屋外へ放出され、このよ
うにして室内では炭酸ガスが少ない環境を維持できる。

〔実施例］ 以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の構築物における室内炭酸ガスの軽減装
置の１実施例を示す配管図で、図中１は事務室その他の
室内、２は途中に送風機３を設けて外気を室内１へ取入
れる外気取入流路、４は室内１から内部の空気を屋外の
外気中へ放出する排気流路、５は排気流路４の途中を分
岐して外気取入流路２へ接続する帰還流路を示す。

この場合、送風機３は冷暖房を行うための空調機内部の
ものを利用してもよい。

外気取入流路２の途中で帰還流路５との接続点よりも上
流に熱揺動吸着装置（以下ＴＳＡ装置と称す）６を設け
た。

また、外気取入流路２の途中を分岐してＴＳＡ装置６と
並列でこれを通過しないバイパス流路７を形成した。

第２図は前記ＴＳＡ装置６の一例を示す配管図で、図中
１２は吸着塔でこの内部に吸着剤としての合成ゼオライ
トを及びその前段に吸着剤の効率向上と保護を目的とし
た脱水用の活性アルミナを配設している。

吸着塔Ｉ２への流入路Ｉ３へ送風機Ｉ４を設け、その前
後に弁Ｖｌ、Ｖ２を取付ける。また、吸着塔１２からの
流出路１５に弁■３を設ける。

図中１６は都市ガスを用いたバーナーで、流入路１３の
送風機１４と弁■２との間を分岐してこのバーナー１６
を通り吸着塔１２に入る加熱空気流入路１７を、また吸
着塔１２から冷却器１８及びドレインボット１９を経る
加熱空気排出路２０を形成した。

これら加熱空気流入路１７及び加熱空気排出路２０はＴ
ＳＡ装置６の再生工程用の流路となるもので、前記流入
路１３の帰還流路５側へ連通ずる端とは別に、弁■１と
送風機１４間に合流する流入路２１を設け、加熱空気流
入路１７のバーナー１６の流入側に弁Ｖ４．Ｖ５を流出
側に弁■６を配設する。また、加熱空気流入路１７の弁
■４とｖ５の間とバーナー１６と弁■６との間を接続し
てバーナー１６を通らないバイパス路１７ａを形成する
。

加熱空気排出路２０の、吸着塔１２と冷却器１８との間
に弁ｖ７を、ドレインボット１９からの排出路に弁■８
を設ける。

さらに、流入路Ｉ５の弁Ｖ３の流入側を分岐して冷却器
１８、ドレインボッ目９を経て流入路２１に合流する冷
却流路２２を形成し、流入路２１のこの冷却流路２２と
の合流個所の前後に弁■９と弁ＶＩＯとを設け、冷却流
路２２のドレインボット１９と流入路２１との合流端と
の間に弁Ｖｌｌを設け、冷却器１８と吸着塔１２との間
に弁Ｖ１２を、それぞれ設ける。

図中２３はバーナー１６への配ガス管、２４は冷却器１
８の冷水配管、２５はドレインボット１９からの排水管
で、それぞれ弁Ｖ１３．１４．１５を有する。

外気取入流路２上で、このようなＴＳＡ装置６の流入路
１３と流出路１５とに流量制御手段としてのモーターバ
ルブ又はモーターダンパからなる制御弁８．９を設け、
バイパス流路７に同様の制御弁１０を設ける。そして、
外気取入流路２の入口部分に炭酸ガスセンサー１１を設
け、この炭酸ガスセンサー１１の出力で前記制御弁８．
１０を調整するようにする。なお、制御弁８，９．１０
は手動やタイマーにより作動されるものでもあり、この
制御弁８゜９．１０を設ける代わりに、図示は省略する
が、流入路１３、流出路１５の分岐又は合流点、すなわ
ちバイパス流路７と外気取入流路２との分岐又は合流点
に三方切換弁を設け、これを流量制御手段とすることも
考えられる。

第３図は動作フローを示す説明図で、これにもとづいて
使用法及び動作を説明する。

通常室１間（例えば９〜１８時）は、ＴＳＡ装置６を使
用して室内１の炭酸ガス軽減を行う吸着工程であり、制
御弁８，９．１０はともに開かれている。

そして、制御弁８す１０、又はそのいずれか一方は炭酸
ガスセンサー１１の出力に応じてその開度が決定される
。

送風機３により外気取入流路２から室内ｌに空気が送り
込まれると、それに対応して排気流路４により室内工の
空気は排出され外気中へ放出されるが、大部分（例えば
３分の２程度）は帰還流路５へ入り、外気取入流路２の
外気と合流して室内１へと送り込まれる。

一方、外気取入流路２に取込まれる外気はＴＳＡ装置６
を通過するものとバイパス流路７によりＴＳＡ装置６を
通過しないものとに分かれるが、その配分は炭酸ガスセ
ンサー１１の出力で外気の炭酸ガス濃度が高いほど、Ｔ
ＳＡ装置６の通過量分が多くなる。

この調整はセンサー１１の出力をもとに、制御弁１０と
８又はいずれか一方の開度を調整することにより行なう
。

ＴＳＡ装置６では、第３図に示すように弁Ｖ１〜Ｖ１５
のうち、弁Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３のみが開いていて、残りは
閉じている。

従って、第２図における流入路１３で弁Ｖｌ、送風機１
４、弁■２を通過した空気は吸着塔１２に入り、ここで
炭酸ガス及び水分を除去され、流出路１５で弁Ｖ３を通
過してＴＳＡ装置６から出て制御弁９を通り、バイパス
流路７の空気と再度合流する。

この合流した空気は、帰還流路５の室内１からの空気と
合流し、送風［３により室内１へと送り込まれる。

次に、ＴＳＡ装置６の再生工程について説明する。これ
は通常、室内１に人間がいない夜間（例えば（２２〜６
時）に行なう。

この場合、制御弁８，９．１０はいずれも閉じられてい
る。また、弁ｖ１〜Ｖ１５のうち、弁ｖ４〜ＶＩＯ，Ｖ
１３〜Ｖ１５が開かれ、残りは閉じられる。

従って、流入路２１で弁Ｖ９．ＶＩＯを通過した空気は
加熱空気流入路１７へと入り、弁ｖ４．ｖ５を通過して
配ガス管２３から弁Ｖ１３を通過した都市ガスと混合さ
れてバーナー１６へ入りここで燃焼されて加熱空気とし
て弁■６を通り吸着塔１２へ入り、吸着剤の再生を行な
う。

再生を行った加熱空気は、吸着塔１２から出て加熱空気
排出路２０を弁ｖ７を経て冷却器１８へ入り、ここで冷
水配管２４による冷却水で冷却され、さらにドレインポ
ット１９に送られ除水され弁■８を経て放出される。ド
レインポット１９で生じた結露水は排水管２５を弁Ｖ１
５を経て排出される。なお、必要に応じて弁■５及びＶ
１３を調整してバイパス路１７ａを通してバーナー１６
を通過させずに吸着塔１２へ送り込むこともある。そし
て、この時の弁Ｖ５゜Ｖ１３の調整はバーナー１６が有
する温度センサー（加熱空気一定）の出力に応じて行な
う。

このような再生工程の後では、吸着塔１２の内部を冷却
する冷却工程が行われる。

該冷却工程では、前記再生工程と同じく制御弁８．９．
１０のいずれも閉じられており、また、弁■１〜Ｖ１５
のうち弁Ｖ２．　　ＶＩＯ，Ｖｌｌ、　　Ｖ１２．　　
Ｖ１４のみが開かれて残りの弁は閉じられる。

その結果、送風機１４で弁■２を通り吸着塔１２へ入っ
た空気は前記再生工程での余熱を冷却し、吸着塔１２か
ら出て冷却流路２２を弁Ｖ１２を経て冷却器１８で冷却
され、ざらにドレインボッ目９で除水されて弁Ｖｌｌを
通り、弁■１０及び送風機１４、弁■２を経て再度吸着
塔１２へ送り込まれ、このような循環を繰り返す。この
ようにして、吸着塔１２は冷却器１８で冷やされた空気
で冷却され、再生工程での余熱が取除かれる。

第４図はＴＳＡ装置６の他例を示すもので、熱交換器２
６を加熱空気流入路１７と加熱空気排出路２０とに介在
させた。これにより、再生工程で吸着塔１２より加熱空
気排出路２０を通る高温の排ガスのもつ熱を加熱空気流
入路１７のバーナー１６へ入る空気に与え、バーナー１
６へ入る空気を余熱して燃料ガスの削減を図り省エネル
ギー化を実現できる。

また、第５図はＴＳＡ装置６の更に他例を示すもので、
前記第４図の構成に加えてドレインポット１９からの排
気路を分岐してこの分岐路に弁Ｖ１６と真空ポンプ２７
とを設けた。このように真空ポンプ２７を設けることに
より前記熱交換器２６でのガス／ガス熱交換を促進させ
、より一層の燃料ガスの削減を図ることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の構築物における室内炭酸ガス
の軽減装置は、熱揺動吸着（ＴＳＡ）装置により室内へ
取り込む外気のうちの一部について炭酸ガスを除去して
炭酸ガス濃度の低い外気としこれを室内へ送り込むもの
であるから、室内を常に炭酸ガス濃度の低い快適環境に
維持できるものである。

特に、室内の炭酸ガス濃度が高くなる要因が外気に含ま
れる炭酸ガスがたまることにある場合には、室内に取り
入れる外気の炭酸ガスを積極的に取除くものであるから
、非常に効果的なものとなる。

また、取り入れる外気のうち一部のみが熱揺動吸着（Ｔ
ＳＡ）装置にかけられるものであるから、熱揺動吸着（
ＴＳＡ）装置はそれほど大型のものでなくてもよく、設
備費やランニングコストを低くして合理的な室内炭酸ガ
スの軽減を行なうことができるものである。

さらに、この熱揺動吸着（ＴＳＡ）装置にかける外気の
分量は炭酸ガスセンサーで室内の炭酸ガス濃度に対応さ
せることができるので、より効率的な軽減作用が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構築物における室内炭酸ガスの軽減装
置の１実施例を示す配管図、第２図は本発明で使用する
熱揺動吸着（ＴＳＡ）装置の１例を示す配管図、第３図
は動作の工程を示す説明図、第４図は熱揺動吸着（ＴＳ
Ａ）装置の他例を示す配管図、第５図はさらに熱揺動吸
着（ＴＳＡ）装置の他例を示す配管図である。 １・・・室内　　　　　　　２・・・外気取入流路３・
・・送風機　　　　　　４・・・排気流路５・・・帰還
流路 ６・・・熱揺動吸着装置（ＴＳＡ装置）７・・・バイパ
ス流路　　　８，９．１０・・・制御弁１１・・・炭酸
ガスセンサー １２・・・吸着塔　　　　　　１３・・・流入路１４・
・・送風機　　　　　　１５・・・流出路１６・・・バ
ーナー　　　　　１７・・・加熱空気流入路１７ａ・・
・バイパス路　　　１８・・・冷却器１９・・・ドレイ
ンポット ２０・・・加熱空気排出路　　２１・・・流入路２２・
・・冷却流路　　　　　２３・・・配ガス管２４・・・
冷水配管　　　　　２５・・・排水管２６・・・熱交Ｆ
ｆＡ器 ■１〜Ｖ１６・・・弁 ２７・・・真空ポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 室内への外気取入流路途中に熱揺動吸着装置を設け、か
   つ前記外気取入流路を分岐して熱揺動吸着装置を通過し
   ないバイパス流路を形成し、また外気取入流路中に炭酸
   ガスセンサーを取付け、さらに外気取入流路及びバイパ
   ス流路に前記炭酸ガスセンサーの出力に対応可能な流量
   制御手段を設けたことを特徴とする構築物における室内
   炭酸ガスの軽減装置。